EP2001129B1 - Signalverarbeitungsvorrichtung und Signalverarbeitungsverfahren - Google Patents

Signalverarbeitungsvorrichtung und Signalverarbeitungsverfahren Download PDF

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EP2001129B1
EP2001129B1 EP08008707A EP08008707A EP2001129B1 EP 2001129 B1 EP2001129 B1 EP 2001129B1 EP 08008707 A EP08008707 A EP 08008707A EP 08008707 A EP08008707 A EP 08008707A EP 2001129 B1 EP2001129 B1 EP 2001129B1
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EP
European Patent Office
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filter
signal
signal processing
predetermined
characteristic
Prior art date
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EP08008707A
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EP2001129A3 (de
Inventor
Lourans Samid
Robert Dvorszky
Marco Schwarzmueller
Ulrich Grosskinsky
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Microchip Technology Munich GmbH
Original Assignee
Atmel Automotive GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3052—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver

Definitions

  • the present invention relates to a signal processing apparatus and a signal processing method.
  • a circuit for detecting the power of an input signal of a receiver system comprises a number of automatic gain control analog amplifiers, a fixed filter characteristic selective filter, an analog mixer and measuring means for measuring the power of an output signal for a predetermined frequency. Further, calculating means for detecting the power of the input signal, amplifying the number of analog amplifiers, and amplifying the analog selective filter for the predetermined frequency are provided by calibrating parameters of filter functions for different frequency ranges.
  • the invention is based on the finding that the change in the transmission characteristic of the signal processing element - in particular a Filters - can be at least partially compensated by correcting a detection value obtained on the basis of the output signal of the signal processing element, which represents a characteristic output quantity, such as the power.
  • Correcting the (i.a scalar) detection value processes a scalar quantity, not, for example, the entire output of the signal processing element.
  • Each predetermined transfer characteristic may be pre-assigned predetermined correction values and e.g. be filed in a look-up table.
  • the invention provides a signal processing device having a signal processing element with, for example, adjustable filter coefficients for an adjustable transfer characteristic, e.g. a predetermined transfer function or a predetermined impulse response or a predetermined attenuation characteristic or a predetermined gain.
  • an adjustable transfer characteristic e.g. a predetermined transfer function or a predetermined impulse response or a predetermined attenuation characteristic or a predetermined gain.
  • the signal processing device has an application device, which is connected downstream of the filter for amplifying or damping an output signal of the filter.
  • the biasing means is adapted to partially compensate for an influence of the predetermined transmission characteristic of the filter on a characteristic magnitude of an input signal, wherein the compensation is associated with a residual error.
  • the signal processing apparatus includes detecting means for detecting a characteristic magnitude of an output signal of the signal processing element, wherein the detecting means is adapted to output a detection value representing the characteristic magnitude of the output signal.
  • the signal processing device has a correction device for applying the detection value with a predetermined correction value at least partial compensation of the residual error.
  • the correction value is associated with the predetermined transfer characteristic.
  • the signal processing device comprises a control device for setting the predetermined filter coefficients of the filter, the predetermined amplification or damping of the application device and the predetermined correction value of the correction device.
  • the characteristic magnitude of the output signal represents a characteristic magnitude of an input signal of the signal processing element.
  • the correction means is further adapted to apply the detection value to the predetermined correction value, e.g. by an addition or multiplication to at least partially compensate for the influence of the predetermined transfer characteristic on the characteristic size of the input signal of the signal processing element.
  • the characteristic magnitude of the input or the output signal is the power or the energy or the amplitude or the phase.
  • the detection device is designed to measure the characteristic size of the output signal.
  • the detector performs an RSSI measurement to determine the power of the output signal.
  • control means is arranged to select the predetermined transmission characteristic from a plurality of transmission characteristics, wherein each transmission characteristic of the plurality of transmission characteristics is assigned a correction value.
  • the transmission characteristics which are determined for example by filter coefficients or coefficients of an impulse response, can be provided, for example, in the form of coefficients in a memory and retrieved therefrom.
  • control device is designed to provide the correction device with the predetermined correction value, which may be stored, for example, in a look-up table.
  • the signal processing device further comprises an application device, which is connected downstream of the signal processing element and receives its output signal.
  • the biasing means is adapted to apply to the output signal, for example additively or multiplicatively, a predetermined bias value associated with the predetermined transmission characteristic or the predetermined correction value, e.g. at least reduce the influence of the change in the transfer characteristic of the signal processing element on the characteristic size of the output signal.
  • control means is arranged to select the predetermined transmission characteristic from a plurality of transmission characteristics, each transmission characteristic of the plurality of transmission characteristics being associated with an application value.
  • the loading values may e.g. be provided in a look-up table.
  • control device is designed to provide the predetermined application value of the application device.
  • the characteristic quantity of the output signal represents a characteristic quantity of an input signal of the signal processing element, eg the power.
  • the application device is preferably designed to apply a predetermined application value to the output signal in order to at least partially compensate for the influence of the predetermined transfer characteristic on the characteristic size of the input signal.
  • the correction device is further configured to influence the detection value by applying a remaining after the at least partial compensation influence of the predetermined transfer function the same with the predetermined correction value at least partially compensate. This two-stage concept ensures that the correction values for the correction of the detection value are low.
  • the Beauftschungswert is preferably a power of two, for example 2 ⁇ N or 2 ⁇ (- N), where N, for example, is a natural number.
  • the signal processing element is a filter, e.g. a bandpass filter, with adjustable filter coefficients.
  • the controller preferably changes the filter coefficients of the filter to adjust the predetermined transfer characteristic by setting predetermined filter coefficients.
  • the signal processing device comprises a further signal processing element with adjustable transmission characteristic, which is connected upstream of the signal processing element. Between the further signal processing element and the signal processing element, a further loading device can also be provided.
  • the control device is designed to set a further predetermined transmission characteristic of the further signal processing element.
  • the correction device is preferably designed to apply the detection value to a total correction value which represents an overlay of the predetermined correction value associated with the predetermined transfer characteristic and a further predetermined factor associated with the further predetermined transfer characteristic.
  • the correction device can have one, two or more adders which add the correction values and the detection value.
  • the invention provides a signal processing device with a detection device, an adjustable digital filter as a signal processing element, a digital multiplier as an application device and a correction device.
  • the detection device is designed to detect a signal strength of a signal.
  • one of the detection device can be output Detection value the signal strength of the signal.
  • a signal strength can be represented, for example, by means of an RSSI value.
  • the adjustable digital filter is connected upstream of the detection device in the signal path and influences the signal according to its transmission characteristic.
  • Filter coefficients for adjusting the transfer characteristic of the filter are associated with a gain or attenuation of the signal by the filter.
  • the gain or attenuation of the signal is predetermined by the filter coefficients.
  • the digital multiplier is connected upstream of the detection device for amplification or attenuation of the signal.
  • the multiplier is designed to only partially compensate for the gain or attenuation of the filter.
  • the compensation is subject to a residual error.
  • the signal is amplified by the multiplier, preferably by the factor 1 / (2 ⁇ N), where N can be a positive or negative integer.
  • the residual error is determined by the difference between the gain or attenuation by the filter and the approximate gain corresponding to the factor 1 / (2 ⁇ N) of the multiplier.
  • the correction device is designed to apply the detection value with a correction value that at least partially compensates for the residual error.
  • the applying correction means is configured to add a logarithmic detection value having a logarithmic correction value.
  • Another aspect of the invention is a use of a filter, a multiplier and a correction device for signal processing.
  • the attenuation or amplification of the multiplier device and the correction value of the correction device are predetermined and assigned to the predetermined transmission characteristic of the filter.
  • values for damping or Gain and the correction values stored in a table and assigned to the predetermined transmission characteristic, for example by pointers.
  • the attenuation or amplification of the multiplier and the correction value of the correction device and the transmission characteristic of the filter can be controlled together by exactly one signal.
  • the multiplier is designed to multiply the signal by a factor as a shift register or as a multiplexer or as a gate logic.
  • the filter is designed as a bandpass filter, wherein by means of the filter coefficients a bandwidth is adjustable as a transmission characteristic of the bandpass filter.
  • the invention provides a signal processing method comprising the step of processing a signal by a signal processing element having a transfer characteristic to obtain an output signal, the step of setting a predetermined transfer characteristic of the signal processing element, the step of detecting a characteristic magnitude of an output signal the signal processing element, the step of outputting a detection value representing the characteristic magnitude of the output signal and the step of biasing the detection value with a predetermined correction value associated with the predetermined transmission characteristic.
  • the signal processing method comprises the step of biasing the output of the signal processing element with a predetermined bias value associated with the predetermined transmission characteristic or the predetermined correction value.
  • the characteristic magnitude of the output signal represents a characteristic magnitude of an input signal of the output signal Signal processing element.
  • the output signal is preferably applied with the predetermined bias value to at least partially compensate for the influence of the predetermined transfer characteristic on the characteristic amount of the input signal of the signal processing element.
  • the detection value is preferably applied to the predetermined correction value in order to at least partially compensate for an influence of the predetermined transfer function remaining after the at least partial compensation on the detection value.
  • the invention provides a computer program for carrying out the method according to the invention when the computer program runs on a computer.
  • the invention provides a program-equipped data processing device which is designed to run the computer program in order to carry out the steps of the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a block diagram of a signal processing device with a digital signal processing module 101 having at least one digital signal processing element.
  • the signal processing apparatus has a digital controller 103 for setting a predetermined transfer characteristic of the signal processing element by, for example, exchanging the coefficients that determine the transfer characteristic.
  • the A signal processing device comprises a digital detection means 105 for detecting a characteristic quantity of an output signal of the signal processing element 101 and a correction means 107 for applying a detection value provided by the detection means 105 to a predetermined correction value, the correction value being associated with the predetermined transmission characteristic.
  • Fig. 2 shows a block diagram of a signal processing device with a first signal processing element 201, the output of which is coupled via a first application device 203 to an input of a second signal processing element 205.
  • An output of the second signal processing element 205 is coupled to a detection device 209 via a second application device 207.
  • An output of the detection device 209 is coupled to an input of an adder 211 of a correction device.
  • the signal processing device further comprises a further (optional) adder 213, which is assigned to the first signal processing element 201, and a further adder 215, which is assigned to the second signal processing element 205.
  • the optional adder 213 includes an optional input for receiving further correction values that may be associated with other signal processing elements (not shown).
  • a further input of the optional adder 213 is connected to an output of a first memory element 217, wherein an output of the optional adder 213 is connected to an input of the further adder 215.
  • Another input of the further adder 215 is connected to an output of a second memory element 219.
  • An output of the further adder 215 is coupled to a further input of the correction device 211.
  • the signal processing device further comprises a third memory element 221, which is coupled to a control input of the first biasing device 203, and a fourth memory element 223, which is coupled to a control input of the second biasing device 207. Furthermore, a first control connection 225 and a second control connection 227 are provided.
  • the first Control terminal 225 is connected to a control input of the first signal processing element 201, via a delay element 202 to a control input of the first memory element 217 and to a control input of the third memory element 221.
  • the second control terminal 227 is connected to a control input of the second signal processing element 205, via a delay element 204 to a control input of the second memory element 219 and to a control input of the fourth memory element 223.
  • the first signal processing element 201 and the second signal processing element 205 are filters (BP1, BP2) with adjustable coefficients, which allows a flexible adaptation of the filter characteristic.
  • the exchange of the coefficients of the respective filter can be initiated, for example, by control signals s BW1 , BW2 , which can be applied to the control terminals 225 and 227, respectively.
  • the coefficients corresponding to the content of the respective control signal s BW1 , BW2 are set in the respective filter 201, 205.
  • the filter 201 and / or the filter 205 may have a memory in which a plurality of coefficient sets are stored.
  • the control signals s BW1 , BW2 can also be applied respectively to the memory elements 217, 219, 221 and 223, which in response thereto select the factors corresponding to the respective filter characteristic determined by the coefficients.
  • the storage elements 221 and 223 select and supply the respective application values (n1, n2) to the respective application devices 203 and 207, respectively.
  • the application devices 203 and 207 can be amplification or attenuation elements, for example, corresponding to the respective signal according to FIG. 2 ⁇ N), where N can be a positive or negative, preferably natural number.
  • the application devices 203 and 207 are designed as multipliers.
  • Each multiplier 203 or 207 can be designed as a multiplier.
  • each multiplier 203 or 207 is preferably designed as a shift register, or multiplexer or gate logic.
  • a design as a shift register or multiplexer or gate logic allows easy shifting of input bit values with respect to their significance. This is particularly easy to implement.
  • the storage elements 221 and 223 select the above-mentioned powers of two as load values n, n1, n2, which may each be different.
  • the memory elements 221 and 223 may select only the (positive and negative) integers N, which may each be different, and provide them to the respective apply means 203 and 207, respectively, for gain or attenuation.
  • the control signals s BW1 , BW2 are further forwarded to the memory elements 217 and 219, for example, respectively delayed by the delay element 202 or 204 which, in response thereto, the corresponding correction values (Rest1, Rest2) as a function of one of the amplification and attenuation filters remaining from filters 201 and 205, respectively, and applying devices 203 and 207, respectively, which may be different for the adders 213 and 215.
  • the memory elements 217 and 219 provide the respective correction values to the respective adders 213 and 215, respectively.
  • the adders 213 and 215 sum the correction values, and an overall correction value is superimposed on the detection value by means of the adder 211 as part of a correction device.
  • the correction values can be, for example, logarithmic numbers based on 1d2.
  • the respective correction values and the respective application values each form a predetermined factor pair which is assigned to the respective filter characteristic of the filter 201 or 205.
  • the detection means 209 performs, for example, an RSSI measurement, wherein the detection value RSSI R corresponds to a coarse RSSI (partial) measured value and may also be a logarithmic number based on 1d2.
  • the adder 211 performs the addition of the detection value RSSI R with a partial value RSSI C determined by the correction, and outputs a corrected detection value, in the embodiment of FIG Fig. 2 an RSSI reading - off.
  • the first control signal s BW1 which can be applied to the first control terminal 225, can be supplied to the memory element 217 via a delay element 202, which causes a delay ⁇ 1, which corresponds to the delay ⁇ 1, the is effected by the elements 201, 203, 205, 207 and 209.
  • the second control signal s BW2 which can be applied to the second control terminal 227, can be supplied to the memory element 219 via a delay element 204, which causes a delay ⁇ 2, which corresponds to the delay ⁇ 2, which is effected by the elements 205, 207 and 209.
  • a control device (103 in FIG Fig. 1 - in Fig. 2 not shown) are provided.
  • a signal received via an antenna 299 signal is supplied to, for example, after amplification by an amplifier 298, such as a LNA (L ow N oise A mplifier) and an analog / digital conversion by the analog-to-digital converter 297, the respective filters 201 and 205 ,
  • an amplifier 298 such as a LNA (L ow N oise A mplifier) and an analog / digital conversion by the analog-to-digital converter 297, the respective filters 201 and 205 .
  • the gain or attenuation by the filter 201 or 205 by a gain or attenuation by the applying device 203 or 207 roughly corrected so that the resulting in the subsequent RSSI measurement error caused by the respective filter gain or filter attenuation is brought about, is roughly compensated.
  • the measured value is subject to a (residual) error, which can be further reduced by using the correction device 211.
  • a correction value Rest1 or Rest2 corresponding to the residual error is output from the memory 217 or 219.
  • the assignment of the correction value Rest1 or Rest2 for attenuation / amplification of the filter 201 or 205 and for attenuation / amplification of the application device 203 or 207 is determined by the predetermined storage values (Tables T1 or T2) and the transfer characteristic of the filter 201 or 207 and the memory values (tables T1 and T1 (Id) or T2 and T2 (Id)) selecting control signal s BW1 and s BW2 causes.
  • control signal s BW1 or BW2 controls table values T1 and T1 (Id) corresponding to the filter coefficients for the loading device 203 or 207 and corresponding table values T2 and T2 (Id) corresponding to the residual error (Rest1, Rest2) for the correction device 211.
  • filter stages 201, 205 can be used in this way, the characteristics of which can be compensated for individually, taking into account the application and correction values.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a signal processing device in the form of a block diagram.
  • the signal processing device is part of a receiver, for example.
  • a received signal passes via an antenna 399 and an analog amplifier 398 and an analog-to-digital converter 397 as a digitized signal to a detection device 309, in the signal path three adjustable band pass filters 301, 305, 366, each with a multiplier 303, 307, 308 upstream ,
  • Detector 309 is configured to detect a signal strength of the signal filtered by bandpass filters 301, 305, 366.
  • the detector 309 is configured to output a detection value RSSI R representing the signal strength of the filtered signal,
  • the digital filters 301, 305, 366 are configured to be adjustable, wherein filter coefficients for setting a transmission characteristic of the respective filter 301, 305, 366 are assigned to a gain or attenuation of the signal by the filter 301, 305, 366. Gain or attenuation can not usually be avoided to achieve a bandpass transfer function. By changing the transfer function, for example by changing the bandwidth of the respective filter 301, 305, 366, the gain or attenuation of the signal in the passband is forcibly changed in a predetermined manner, however.
  • the multipliers are provided. If, for example, the attenuation through the filter is 1 / 4,2, a compensation by the factor 4 can be carried out by the multiplier, so that the total attenuation of the filter and multiplier is 4 / 4,2. Since the total attenuation is not equal to 1, the attenuation of the filter is only partially compensated, leaving a residual error.
  • the multipliers 303, 307, 308 allow only gain or attenuation by a factor of 1 / (2 n ), where n is an integer.
  • the inputs of the multipliers 303, 307, 308 are thus controlled exclusively with signals n1, n2, n3 for integers.
  • a respective control signal s BW1 , BW2 , BW3 can be applied to a control terminal 325, 327 and 336, respectively.
  • the control signal s BW1 causes a reading of the filter coefficients associated memory values n1 of the table T1 of the memory element 321.
  • the control signal s BW1 causes a readout of correction values Rest1 from a table T1 (Id).
  • the memory elements 321 and 317 can be individual memories or fixed or freely definable areas in a total memory (flash, etc.).
  • the signal processing device has a correction device for applying the detection value to a correction value which at least partially compensates for the residual error.
  • the correction device has in the embodiment of Fig. 3 an adder 311 for addition of logarithmic values.
  • the detection value RSSI R of the detection device 309 is also logarithmic.
  • the correction value Rest1 of the table T1 (Id) is also logarithmic and passes through the adder 313, the delay element 302 with the delay ⁇ 1, the adders 315 and 314, the delay element 304 with the delay ⁇ 2, the adder 316 and the delay element 332 with the Delay ⁇ 3 to the adder 311 of the correction device.
  • the same integer Int is supplied as a negative value to the adder 314 and thus from the sum of the correction values Rest1 and Rest2 subtracted again.
  • the adjustment of the coefficients of the filters 301, 305, 366 is preferably timed and / or dependent on a measured frequency offset of the signal from an expected center frequency, for which purpose the bandwidth of the respective filter 301, 305, 366 is reduced.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments of FIGS. 1 to 3 limited. For example, it is possible to provide a larger number of filter stages.

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Signalverarbeitungsvorrichtung und ein Signalverarbeitungsverfahren.
  • Aus der US 2006/0014508 A1 ist eine Schaltung zur Erfassung der Leistung eines Eingangssignals eines Empfängersystems bekannt. Das Empfängersystem weist eine Anzahl von analogen Verstärkern mit automatischer Verstärkungsregelung, einen analogen selektiven Filter mit fester Filtercharakteristik, einen analogen Mischer und Messmittel zur Messung der Leistung eines Ausgangssignals für eine vorbestimmte Frequenz auf. Weiterhin sind Berechnungsmittel zur Ermittlung der Leistung des Eingangssignals, der Verstärkung der Anzahl von analogen Verstärkern und der Verstärkung des analogen selektiven Filters für die vorbestimmte Frequenz anhand einer Kalibrierung von Parametern von Filterfunktionen für verschiedene Frequenzbereiche vorgesehen.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung eine digitale Signalverarbeitungsvorrichtung beziehungsweise Signalverarbeitungsverfahren möglichst zu vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Änderung der Übertragungscharakteristik des Signalverarbeitungselements - insbesondere eines Filters - durch eine Korrektur eines auf der Basis des Ausgangssignals des Signalverarbeitungselements erhaltenen Erfassungswertes, der eine charakteristische Ausgangsgröße, wie z.B. die Leistung, repräsentiert, zumindest teilweise kompensiert werden kann.
  • Durch die Korrektur des (i.a. skalaren) Erfassungswerts wird eine skalare Größe verarbeitet und nicht beispielsweise das gesamte Ausgangssignal des Signalverarbeitungselements. Jeder vorbestimmten Übertragungscharakteristik können im Vorfeld vorbestimmte Korrekturwerte zugeordnet und z.B. in einer Look-Up-Tabelle abgelegt werden.
  • Gemäß einem Aspekt schafft die Erfindung eine Signalverarbeitungsvorrichtung mit einem Signalverarbeitungselement mit beispielsweise einstellbaren Filterkoeffizienten für eine einstellbare Übertragungscharakteristik, z.B. einer vorbestimmten Übertragungsfunktion oder einer vorbestimmten Impulsantwort oder einer vorbestimmten Dämpfungscharakteristik oder einer vorbestimmten Verstärkung.
  • Ferner weist die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Beaufschlagungseinrichtung auf, die zur Verstärkung oder Dämpfung eines Ausgangssignals des Filters dem Filter nachgeschaltet ist. Die Beaufschlagungseinrichtung ist ausgebildet einen Einfluss der vorbestimmten Übertragungscharakteristik des Filters auf eine charakteristische Größe eines Eingangssignals teilweise zu kompensieren, wobei die Kompensation mit einem Restfehler behaftet ist.
  • Ferner umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer charakteristischen Größe eines Ausgangssignals des Signalverarbeitungselements, wobei die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, einen Erfassungswert auszugeben, der die charakteristische Größe des Ausgangssignals repräsentiert.
  • Ferner weist die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Korrektureinrichtung zum Beaufschlagen des Erfassungswerts mit einem vorbestimmten Korrekturwert zur zumindest teilweisen Kompensation des Restfehlers auf. Der Korrekturwert ist der vorbestimmten Übertragungscharakteristik zugeordnet.
  • Ferner umfasst die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Steuereinrichtung zum Einstellen der vorbestimmten Filterkoeffizienten des Filters, der vorbestimmten Verstärkung oder Dämpfung der Beaufschlagungseinrichtung und des vorbestimmten Korrekturwertes der Korrektureinrichtung.
  • Gemäß einer Ausführungsform repräsentiert die charakteristische Größe des Ausgangssignals eine charakteristische Größe eines Eingangssignals des Signalverarbeitungselements. Die Korrektureinrichtung ist ferner ausgebildet, den Erfassungswert mit dem vorbestimmten Korrekturwert z.B. durch eine Addition oder Multiplikation zu beaufschlagen, um den Einfluss der vorbestimmten Übertragungscharakteristik auf die charakteristische Größe des Eingangssignals des Signalverarbeitungselements zumindest teilweise zu kompensieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die charakteristische Größe des Eingangs- oder des Ausgangssignals die Leistung oder die Energie oder die Amplitude oder die Phase.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Erfassungseinrichtung ausgebildet, die charakteristische Größe des Ausgangssignals zu messen. Beispielsweise führt die Erfassungseinrichtung eine RSSI-Messung durch, um die Leistung des Ausgangssignals zu bestimmen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung ausgebildet, die vorbestimmte Übertragungscharakteristik aus einer Mehrzahl von Übertragungscharakteristika auszuwählen, wobei jeder Übertragungscharakteristik der Mehrzahl von Übertragungscharakteristika ein Korrekturwert zugeordnet ist. Die Übertragungscharakteristika, die z.B. durch Filterkoeffizienten oder Koeffizienten einer Impulsantwort bestimmt sind, können z.B. in Form von Koeffizienten in einem Speicher bereitgestellt und aus demselben abgerufen werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung ausgebildet, den vorbestimmten Korrekturwert, der beispielsweise in einer Look-Up-Tabelle gespeichert sein kann, der Korrektureinrichtung bereitzustellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Signalverarbeitungseinrichtung ferner eine Beaufschlagungseinrichtung, die dem Signalverarbeitungselement nachgeschaltet ist und dessen Ausgangssignal empfängt. Bevorzugt ist die Beaufschlagungseinrichtung ausgebildet, das Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Beaufschlagungswert beispielsweise additiv oder multiplikativ zu beaufschlagen, der der vorbestimmten Übertragungscharakteristik oder dem vorbestimmten Korrekturwert zugeordnet ist, um z.B. den Einfluss der Änderung der Übertragungscharakteristik des Signalverarbeitungselements auf die charakteristische Größe des Ausgangssignals zumindest zu verringern.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung ausgebildet, die vorbestimmte Übertragungscharakteristik aus einer Mehrzahl von Übertragungscharakteristika auszuwählen, wobei jeder Übertragungscharakteristik der Mehrzahl von Übertragungscharakteristika ein Beaufschlagungswert zugeordnet ist. Die Beaufschlagungswerte können z.B. in einer Look-Up-Tabelle bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung ausgebildet, den vorbestimmten Beaufschlagungswert der Beaufschlagungseinrichtung bereitzustellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform repräsentiert die charakteristische Größe des Ausgangssignals eine charakteristische Größe eines Eingangssignals des Signalverarbeitungselements, z.B. die Leistung. Die Beaufschlagungseinrichtung ist bevorzugt ausgebildet, das Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Beaufschlagungswert zu beaufschlagen, um den Einfluss der vorbestimmten Übertragungscharakteristik auf die charakteristische Größe des Eingangssignals zumindest teilweise zu kompensieren. Die Korrektureinrichtung ist ferner ausgebildet, einen nach der zumindest teilweisen Kompensation verbleibenden Einfluss der vorbestimmten Übertragungsfunktion auf den Erfassungswert durch Beaufschlagung desselben mit dem vorbestimmten Korrekturwert zumindest teilweise zu kompensieren. Durch dieses zweistufige Konzept wird erreicht, dass die Korrekturwerte für die Korrektur des Erfassungswerts gering sind. Der Beaufschlagungswert ist dabei bevorzugt eine Potenz von zwei, z.B. 2^N oder 2^(-N), wobei N z.B. eine natürliche Zahl ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Signalverarbeitungselement ein Filter, z.B. ein Bandpassfilter, mit einstellbaren Filterkoeffizienten. Die Steuereinrichtung ändert bevorzugt die Filterkoeffizienten des Filters, um die vorbestimmte Übertragungscharakteristik durch die Einstellung vorbestimmter Filterkoeffizienten einzustellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Signalverarbeitungseinrichtung ein weiteres Signalverarbeitungselement mit einstellbarer Übertragungscharakteristik, das dem Signalverarbeitungselement vorgeschaltet ist. Zwischen dem weiteren Signalverarbeitungselement und dem Signalverarbeitungselement kann ferner eine weitere Beaufschlagungseinrichtung vorgesehen werden. Dabei ist die Steuereinrichtung ausgebildet, eine weitere vorbestimmte Übertragungscharakteristik des weiteren Signalverarbeitungselements einzustellen. Die Korrektureinrichtung ist bevorzugt ausgebildet, den Erfassungswert mit einem Gesamtkorrekturwert zu beaufschlagen, der eine Überlagerung des vorbestimmten Korrekturwerts, der der vorbestimmten Übertragungscharakteristik zugeordnet ist, und eines weiteren vorbestimmten Faktors, der der weiteren vorbestimmten Übertragungscharakteristik zugeordnet ist, repräsentiert. Hierzu kann die Korrektureinrichtung einen, zwei oder mehrere Addierer aufweisen, die die Korrekturwerte und den Erfassungswert addieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Signalverarbeitungsvorrichtung mit einer Erfassungseinrichtung, einem einstellbaren digitalen Filter als Signalverarbeitungselement, einer digitalen Multipliziereinrichtung als Beaufschlagungseinrichtung und einer Korrektureinrichtung.
  • Die Erfassungseinrichtung ist zum Erfassen einer Signalstärke eines Signals ausgebildet. Dabei repräsentiert ein von der Erfassungseinrichtung ausgebbarer Erfassungswert die Signalstärke des Signals. Eine derartige Signalstärke ist beispielsweise mittels eines RSSI-Wertes darstellbar.
  • Der einstellbare digitale Filter ist der Erfassungseinrichtung im Signalpfad vorgeschaltet und beeinflusst entsprechend seiner Übertragungscharakteristik das Signal. Filterkoeffizienten zur Einstellung der Übertragungscharakteristik des Filters sind einer Verstärkung oder Dämpfung des Signals durch den Filter zugeordnet. Die Verstärkung oder Dämpfung des Signals ist durch die Filterkoeffizienten dabei vorbestimmt.
  • Die digitale Multipliziereinrichtung ist zur Verstärkung oder Dämpfung des Signals der Erfassungseinrichtung vorgeschaltet. Die Multipliziereinrichtung ist ausgebildet die Verstärkung oder Dämpfung des Filters lediglich teilweise zu kompensieren. Dabei ist die Kompensation mit einem Restfehler behaftet. Das Signal wird durch die Multipliziervorrichtung vorzugsweise mit dem Faktor 1/(2^N) verstärkt bzw. gedämpft, wobei N eine positive oder negative, ganze Zahl sein kann. Der Restfehler ist dabei durch die Differenz zwischen der Verstärkung bzw. Dämpfung durch den Filter und der angenäherten Verstärkung entsprechend dem Faktor 1/(2^N) der Multipliziervorrichtung bestimmt.
  • Die Korrektureinrichtung ist zum Beaufschlagen des Erfassungswerts mit einem den Restfehler zumindest teilweise kompensierenden Korrekturwert ausgebildet. Vorzugsweise ist die Korrektureinrichtung für das Beaufschlagen zur Addition von einem logarithmischen Erfassungswert mit einem logarithmischen Korrekturwert ausgebildet.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Verwendung eines Filters, einer Multipliziereinrichtung und einer Korrektureinrichtung zur Signalverarbeitung.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Dämpfung oder Verstärkung der Multipliziereinrichtung und der Korrekturwert der Korrektureinrichtung vorbestimmt und der vorbestimmten Übertragungscharakteristik des Filters zugeordnet sind. Vorzugsweise sind Werte für die Dämpfung oder Verstärkung und der Korrekturwerte in einer Tabelle abgelegt und der vorbestimmten Übertragungscharakteristik beispielsweise durch Zeiger zugeordnet.
  • Bevorzugt sind die Dämpfung oder Verstärkung der Multipliziereinrichtung und der Korrekturwert der Korrektureinrichtung und die Übertragungscharakteristik des Filters zusammen durch genau ein Signal steuerbar.
  • Vorteilhafterweise ist die Multipliziereinrichtung zur Multiplikation des Signals mit einem Faktor als Schieberegister oder als Multiplexer oder als Gatterlogik ausgebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Filter als Bandpassfilter ausgebildet, wobei mittels der Filterkoeffizienten eine Bandbreite als Übertragungscharakteristik des Bandpassfilters einstellbar ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Signalverarbeitungsverfahren mit dem Schritt des Verarbeitens eines Signals mittels eines Signalverarbeitungselements, das eine Übertragungscharakteristik aufweist, um ein Ausgangssignal zu erhalten, dem Schritt des Einstellens einer vorbestimmten Übertragungscharakteristik des Signalverarbeitungselements, dem Schritt des Erfassens einer charakteristischen Größe eines Ausgangssignals des Signalverarbeitungselements, dem Schritt des Ausgebens eines Erfassungswerts, der die charakteristische Größe des Ausgangssignals repräsentiert und dem Schritt des Beaufschlagens des Erfassungswerts mit einem vorbestimmten Korrekturwert, der der vorbestimmten Übertragungscharakteristik zugeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Signalverarbeitungsverfahren den Schritt des Beaufschlagens des Ausgangssignals des Signalverarbeitungselements mit einem vorbestimmten Beaufschlagungswert, der der vorbestimmten Übertragungscharakteristik oder dem vorbestimmten Korrekturwert zugeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform repräsentiert die charakteristische Größe des Ausgangssignals eine charakteristische Größe eines Eingangssignals des Signalverarbeitungselements. Das Ausgangssignal wird mit dem vorbestimmten Beaufschlagungswert bevorzugt beaufschlagt, um den Einfluss der vorbestimmten Übertragungscharakteristik auf die charakteristische Größe des Eingangssignals des Signalverarbeitungselements zumindest teilweise zu kompensieren. Der Erfassungswert wird bevorzugt mit dem vorbestimmten Korrekturwert beaufschlagt, um einen nach der zumindest teilweisen Kompensation verbleibenden Einfluss der vorbestimmten Übertragungsfunktion auf den Erfassungswert zumindest teilweise zu kompensieren.
  • Weitere Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich direkt aus der Funktionalität der Signalverarbeitungseinrichtung.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Computerprogramm zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine programmtechnisch eingerichtete Datenverarbeitungsvorrichtung, die ausgebildet ist, das Computerprogramm ablaufen zu lassen, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungsvorrichtung; und
    • Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungsvorrichtung.
  • Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungsvorrichtung mit einem digitalen Signalverarbeitungsmodul 101, das mindestens ein digitales Signalverarbeitungselement aufweist. Die Signalverarbeitungsvorrichtung weist eine digitale Steuereinrichtung 103 zum Einstellen einer vorbestimmten Übertragungscharakteristik des Signalverarbeitungselements durch z.B. Austausch der Koeffizienten auf, die die Übertragungscharakteristik bestimmen. Ferner weist die Signalverarbeitungsvorrichtung eine digitale Erfassungseinrichtung 105 zum Erfassen einer charakteristischen Größe eines Ausgangssignals des Signalverarbeitungselements 101 und eine Korrektureinrichtung 107 zum Beaufschlagen eines von der Erfassungseinrichtung 105 bereitgestellten Erfassungswerts mit einem vorbestimmten Korrekturwert auf, wobei der Korrekturwert der vorbestimmten Übertragungscharakteristik zugeordnet ist.
  • Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungsvorrichtung mit einem ersten Signalverarbeitungselement 201, dessen Ausgang über eine erste Beaufschlagungseinrichtung 203 mit einem Eingang eines zweiten Signalverarbeitungselements 205 gekoppelt ist. Ein Ausgang des zweiten Signalverarbeitungselements 205 ist über eine zweite Beaufschlagungseinrichtung 207 mit einer Erfassungseinrichtung 209 gekoppelt. Ein Ausgang der Erfassungseinrichtung 209 ist mit einem Eingang eines Addierers 211 einer Korrektureinrichtung gekoppelt.
  • Die Signalverarbeitungsvorrichtung umfasst ferner einen weiteren (optionalen) Addierer 213, der dem ersten Signalverarbeitungselement 201 zugeordnet ist, und einen weiteren Addierer 215, der dem zweiten Signalverarbeitungselement 205 zugeordnet ist. Der optionale Addierer 213 umfasst einen optionalen Eingang zum Empfangen von weiteren Korrekturwerten, die weiteren Signalverarbeitungselementen (nicht dargestellt) zugeordnet sein können. Ein weiterer Eingang des optionalen Addierers 213 ist mit einem Ausgang eines ersten Speicherelementes 217 verbunden, wobei ein Ausgang des optionalen Addierers 213 mit einem Eingang des weiteren Addierers 215 verbunden ist. Ein weiterer Eingang des weiteren Addierers 215 ist mit einem Ausgang eines zweiten Speicherelementes 219 verbunden. Ein Ausgang des weiteren Addierers 215 ist mit einem weiteren Eingang der Korrektureinrichtung 211 gekoppelt.
  • Die Signalverarbeitungsvorrichtung umfasst ferner ein drittes Speicherelement 221, das mit einem Steuereingang der ersten Beaufschlagungseinrichtung 203 gekoppelt ist, und ein viertes Speicherelement 223, das mit einem Steuereingang der zweiten Beaufschlagungseinrichtung 207 gekoppelt ist. Ferner sind ein erster Steueranschluss 225 und ein zweiter Steueranschluss 227 vorgesehen. Der erste Steueranschluss 225 ist mit einem Steuereingang des ersten Signalverarbeitungselements 201, über ein Verzögerungselement 202 mit einem Steuereingang des ersten Speicherelements 217 und mit einem Steuereingang des dritten Speicherelements 221 verbunden. Der zweite Steueranschluss 227 ist mit einem Steuereingang des zweiten Signalverarbeitungselements 205, über ein Verzögerungselement 204 mit einem Steuereingang des zweiten Speicherelements 219 und mit einem Steuereingang des vierten Speicherelements 223 verbunden.
  • Das erste Signalverarbeitungselement 201 und das zweite Signalverarbeitungselement 205 sind Filter (BP1, BP2) mit einstellbaren Koeffizienten, was eine flexible Anpassung der Filtercharakteristik ermöglicht. Der Austausch der Koeffizienten des jeweiligen Filters kann beispielsweise durch Steuersignale sBW1, sBW2 initiiert werden, die an die Steueranschlüsse 225 bzw. 227 anlegbar sind. Ansprechend auf ein jeweiliges Steuersignal sBW1, sBW2, das vorzugsweise jeweils die Filterbandbreite bestimmt, werden in dem jeweiligen Filter 201, 205 die dem Inhalt des jeweiligen Steuersignals sBW1, sBW2 entsprechenden Koeffizienten eingestellt. Hierzu kann beispielsweise das Filter 201 und/oder das Filter 205 einen Speicher aufweisen, in dem mehrere Koeffizientensätze abgelegt sind.
  • Die Steuersignale sBW1, sBW2 sind auch jeweils an die Speicherelemente 217, 219, 221 und 223 anlegbar, die ansprechend hierauf die der jeweiligen und durch die Koeffizienten festgelegten Filtercharakteristik entsprechenden Faktoren auswählen. Die Speicherelemente 221 und 223 wählen die entsprechenden Beaufschlagungswerte (n1, n2) aus und leiten diese an die jeweilige Beaufschlagungsvorrichtung 203 bzw. 207. Die Beaufschlagungsvorrichtungen 203 bzw. 207 können beispielsweise Verstärkungs- oder Dämpfungselemente sein, die das jeweilige Signal beispielsweise gemäß 1/(2^N) verstärken, wobei N eine positive oder negative, bevorzugt natürliche Zahl sein kann. Beispielsweise sind die Beaufschlagungsvorrichtungen 203 bzw. 207 als Multipliziereinrichtungen ausgebildet. Jede Multipliziereinrichtung 203 bzw. 207 kann als Multiplizierer aufgebildet sein. Bevorzugt ist jede Multipliziereinrichtung 203 bzw. 207 jedoch als Schieberegister, oder Multiplexer oder Gatterlogik ausgebildet. Eine Ausbildung als Schieberegister oder Multiplexer oder Gatterlogik ermöglicht ein einfaches Schieben von Eingangs-Bitwerten bzgl. ihrer Wertigkeit. Dies ist besonders einfach zu realisieren.
  • Zur Steuerung der Beaufschlagungsvorrichtung 203 bzw. 207 wählen die Speicherelemente 221 und 223 dabei als Beaufschlagungswerte n, n1, n2 die vorstehend genannten Potenzen von zwei, die jeweils unterschiedlich sein können. Die Speicherelemente 221 und 223 können jedoch nur die (positiven und negativen) ganzen Zahlen N auswählen, die jeweils unterschiedlich sein können und diese der jeweiligen Beaufschlagungsvorrichtung 203 bzw. 207 zwecks Verstärkung oder Dämpfung bereitstellen.
  • Die Steuersignale sBW1, sBW2 werden ferner an die Speicherelemente 217 und 219 z.B. jeweils durch das Verzögerungselement 202 bzw. 204 geeignet verzögert weitergeleitet die, ansprechend hierauf, die entsprechenden Korrekturwerte (Rest1, Rest2) in Abhängigkeit von einem von der Verstärkung bzw. Dämpfung von Filter 201 bzw. 205 und Beaufschlagungsvorrichtung 203 bzw. 207 verbleibenden Restfehler auswählen, die für die Addierer 213 und 215 unterschiedlich sein können. Die Speicherelemente 217 und 219 stellen die jeweiligen Korrekturwerte dem jeweiligen Addierer 213 bzw. 215 bereit. Die Addierer 213 und 215 summieren die Korrekturwerte, wobei ein Gesamtkorrekturwert mittels des Addierers 211 als Bestandteil einer Korrekturvorrichtung dem Erfassungswert überlagert wird. Die Korrekturwerte können beispielsweise logarithmische Zahlen zu Basis 1d2 sein. Die jeweiligen Korrekturwerte und die jeweiligen Beaufschlagungswerte bilden beispielsweise jeweils ein vorbestimmtes Faktorpaar, das der jeweiligen Filtercharakteristik des Filters 201 bzw. 205 zugeordnet ist.
  • Die Erfassungseinrichtung 209 führt beispielsweise eine RSSI-Messung durch, wobei der Erfassungswert RSSIR einem groben RSSI-(Teil-)Messwert entspricht und ebenfalls eine logarithmische Zahl zu Basis 1d2 sein kann. Der Addierer 211 führt die Addition des Erfassungswerts RSSIR mit einem durch die Korrektur ermittelten Teilwert RSSIC durch und gibt einen korrigierten Erfassungswert, - im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 einen RSSI-Messwert - aus.
  • Das erste Steuersignal sBW1, das an den ersten Steueranschluss 225 anlegbar ist, kann dem Speicherelement 217 über ein Verzögerungselement 202 zugeführt werden, dass eine Verzögerung Δ1 bewirkt, die der Verzögerung Δ1 entspricht, die durch die Elemente 201, 203, 205, 207 und 209 bewirkt wird. Das zweite Steuersignal sBW2, das an den zweiten Steueranschluss 227 anlegbar ist, kann dem Speicherelement 219 über ein Verzögerungselement 204 zugeführt werden, dass eine Verzögerung Δ2 bewirkt, die der Verzögerung Δ2 entspricht, die durch die Elemente 205, 207und 209 bewirkt wird.
  • Zur Erzeugung der an die Steueranschlüsse 225 bzw. 227 anlegbaren Steuersignale sBW1, sBW2 kann ferner eine Kontrollvorrichtung (103 in Fig. 1 - in Fig. 2 nicht dargestellt) vorgesehen werden.
  • Ein über eine Antenne 299 empfangenes Signal wird beispielsweise nach einer Verstärkung mittels eines Verstärkers 298, z.B. eines LNA (Low Noise Amplifier) und einer Analog/Digital Umsetzung durch den Analog-Digital-Umsetzer 297, den jeweiligen Filtern 201 und 205 zugeführt. Am Ausgang des jeweiligen Filters 201 bzw. 205 wird die Verstärkung oder Dämpfung durch das Filter 201 bzw. 205 durch eine Verstärkung beziehungsweise Dämpfung durch die Beaufschlagungsvorrichtung 203 bzw. 207 grob korrigiert, sodass der bei der nachfolgenden RSSI-Messung entstandene Fehler, der durch die jeweilige Filterverstärkung oder Filterdämpfung herbeigeführt wird, grob kompensiert wird.
  • Der Messwert ist nach der Grobkompensation jedoch mit einem (Rest-)Fehler behaftet, der unter Verwendung der Korrektureinrichtung 211 weiter reduziert werden kann. Hierzu wird ein zum Restfehler korrespondierender Korrekturwert Rest1 bzw. Rest2 aus dem Speicher 217 bzw. 219 ausgegeben. Die Zuordnung des Korrekturwertes Rest1 bzw. Rest2 zur Dämpfung/Verstärkung des Filters 201 bzw. 205 und zur Dämpfung/Verstärkung der Beaufschlagungsvorrichtung 203 bzw. 207 wird durch die vorbestimmten Speicherwerte (Tabellen T1 bzw. T2) und das die Übertragungscharakteristik des Filters 201 bzw. 207 und die Speicherwerte (Tabellen T1 und T1(Id) bzw. T2 und T2(Id)) auswählende Steuersignal sBW1 bzw. sBW2 bewirkt. Dabei steuert das Steuersignal sBW1 bzw. sBW2 zu den Filterkoeffizienten korrespondierende Tabellenwerte T1 und T1(Id) für die Beaufschlagungsvorrichtung 203 bzw. 207 und korrespondierende Tabellenwerte T2 und T2(Id) entsprechend dem Restfehler (Rest1, Rest2) für die Korrektureinrichtung 211.
  • Auf diese Wiese können beliebig viele Filterstufen 201, 205 eingesetzt werden, deren Charakteristika individuell unter Berücksichtigung der Beaufschlagungs- und Korrekturwerte gezielt kompensiert werden können.
  • Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsvorrichtung in Form eines Blockschaltbildes. Die Signalverarbeitungsvorrichtung ist beispielsweise Bestandteil eines Empfängers. Ein empfangenes Signal gelangt über eine Antenne 399 und einen Analogverstärker 398 und einen Analog-Digital-Umsetzer 397 als digitalisiertes Signal zu einer Erfassungseinrichtung 309, der im Signalpfad drei einstellbare Bandpassfilter 301, 305, 366 mit jeweils einer Multipliziereinrichtung 303, 307, 308 vorgeschaltet sind.
  • Die Erfassungseinrichtung 309 ist zum Erfassen einer Signalstärke des durch die Bandpassfilter 301, 305, 366 gefilterten Signals ausgebildet. Die Erfassungseinrichtung 309 ist ausgebildet, einen Erfassungswert RSSIR auszugeben, der die Signalstärke des gefilterten Signals repräsentiert,
  • Die digitalen Filter 301, 305, 366 (BP1, BP2, BP3) sind einstellbar ausgebildet, wobei Filterkoeffizienten zur Einstellung einer Übertragungscharakteristik des jeweiligen Filters 301, 305, 366 einer Verstärkung oder Dämpfung des Signals durch den Filter 301, 305, 366 zugeordnet sind. Eine Verstärkung oder Dämpfung lässt sich im Regelfall zur Erzielung einer Bandpass-Übertragungsfunktion nicht vermeiden. Mit Veränderung der Übertragungsfunktion, beispielsweise durch Änderung der Bandbreite des jeweiligen Filters 301, 305, 366 wird zwangsweise aber vorbestimmt auch die Verstärkung oder Dämpfung des Signals im Durchlassbereich geändert.
  • Um diese Verstärkung oder Dämpfung des Signals durch den jeweiligen Filter 301, 305, 366 möglichst einfach zu kompensieren, sind die Multipliziereinrichtungen vorgesehen. Beträgt beispielsweise die Dämpfung durch den Filter 1/4,2, so kann durch die Multipliziervorrichtung eine Kompensation durch den Faktor 4 erfolgen, so dass die Gesamtdämpfung aus Filter und Multipliziereinrichtung 4/4,2 beträgt. Da die Gesamtdämpfung ungleich 1 ist wird die Dämpfung des Filters nur teilweise kompensiert, es verbleibt ein Restfehler. Die Multipliziereinrichtungen 303, 307, 308 ermöglichen nur eine Verstärkung oder Dämpfung um den Faktor 1/(2n), wobei n eine ganze Zahl ist. Die Eingänge der Multipliziereinrichtungen 303, 307, 308 werden also ausschließlich mit Signalen n1, n2, n3 für ganze Zahlen gesteuert. Hierdurch ist es möglich die Multipliziereinrichtungen 303, 307, 308 als einfache Schieberegister oder als einfache Multiplexer oder als einfache Gatterlogik auszubilden, die die Bits des Signals entsprechend der Verstärkung bezüglich ihrer Wertigkeit höher und entsprechend der Dämpfung bezüglich ihrer Wertigkeit nach unten schiebt.
  • Zur aufeinander abgestimmten Einstellung der Filterkoeffizienten und der Verstärkung bzw. Dämpfung durch die jeweilige Multipliziereinrichtung 303, 307, 308 ist jeweils ein Steuersignal sBW1, sBW2, sBW3 an einen Steueranschluss 325, 327 beziehungsweise 336 anlegbar. Das Steuersignal sBW1 bewirkt ein Auslesen der den Filterkoeffizienten zugeordneten Speicherwerten n1 der Tabelle T1 des Speicherelements 321. Gleichzeitig bewirkt das Steuersignal sBW1 ein Auslesen von Korrekturwerten Rest1 aus einer Tabelle T1(Id). Die Speicherelemente 321 und 317 können dabei Einzelspeicher oder feste oder freidefinierbare Bereiche in einem Gesamtspeicher (Flash etc.) sein.
  • Die Signalverarbeitungsvorrichtung weist eine Korrektureinrichtung zum Beaufschlagen des Erfassungswerts mit einem den Restfehler zumindest teilweise kompensierenden Korrekturwert auf. Die Korrektureinrichtung weist im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 einen Addierer 311 zur Addition von logarithmischen Werten auf. Dabei ist das Erfassungswert RSSIR der Erfassungseinrichtung 309 ebenfalls logarithmisch. Der Korrekturwert Rest1 der Tabelle T1(Id) ist ebenfalls logarithmisch und gelangt über den Addierer 313, das Verzögerungselement 302 mit der Verzögerung Δ1, die Addierer 315 und 314, das Verzögerungselement 304 mit der Verzögerung Δ2, den Addierer 316 und das Verzögerungselement 332 mit der Verzögerung Δ3 zum Addierer 311 der Korrektureinrichtung.
  • Entsprechendes gilt für die Speicherelemente 319, 323, 333 und 337 mit den Tabellen T2, T2 (1d) für den Korrekturwert Rest2 und mit den Tabellen T3 und T3(Id) mit dem Korrekturwert Rest3. Wobei auch diese Korrekturwerte Rest2 und Rest3 zum Addierer 311 der Korrektureinrichtung gelangen. Dabei ist es möglich, dass die Summe der Korrekturwerte Rest1 und Rest2 die Zahl 1 erreichen oder übersteigt. Hierzu ist ein Vergleicher 334 vorgesehen, der die Summe mit der Zahl 1 vergleicht. Erreicht oder übersteigt die Summe die Zahl 1, wird eine ganze Zahl (Integer-Wert) Int mittels des Addierers 318 summiert und erhöht dementsprechend den Faktor n2 der Multipliziereinrichtung 307. Entsprechend wird dieselbe ganze Zahl Int als negativer Wert dem Addierer 314 zugeführt und damit von der Summe der Korrekturwerte Rest1 und Rest2 wieder abgezogen. Dies führt zu dem überraschenden Effekt, dass sowohl die Bitbreite und damit die Chipfläche der Filter 305, 366 und Multipliziereinrichtungen 307, 308 als auch die der Verzögerungsglieder 304, 332 und Addierer 314, 316, 311 minimiert werden kann, ohne die Auflösung zu reduzieren.
  • Die Einstellung der Koeffizienten der Filter 301, 305, 366 erfolgt vorzugsweise zeitgesteuert und/oder in Abhängigkeit von einem gemessenen Frequenz-Versatz des Signals von einer erwarteten Mittenfrequenz, wobei hierzu die Bandbreite des jeweiligen Filters 301, 305, 366 verringert wird.
  • Die Erfindung ist dabei nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 3 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich eine größere Anzahl von Filterstufen vorzusehen.
    • Bezugszeichenliste
    • 101
    Signalverarbeitungsmodul
    103
    Steuereinrichtung
    105, 209, 309
    Erfassungseinrichtung
    107, 211, 311
    Korrektureinrichtung
    201, 205, 366, BP1, BP2, BP3
    Signalverarbeitungselement, Filter, Bandpassfilter
    202, 204, 302, 304, 332
    Verzögerungselement
    203, 207, 303, 307, 308
    Beaufschlagungseinrichtung, Multipliziereinrichtung, Schieberegister, Multiplexer, Gatterlogik
    211, 213, 215, 311, 313, 315,314,316,318
    Addierer
    217, 219, 221, 223, 317, 319,321,323,333,337
    Speicher
    225, 227, 325, 327, 336
    Steueranschluss
    297, 397, ADC
    Analog-Digital-Umsetzer
    298, 398
    rauscharmer Analog-Verstärker
    299, 399
    Antenne
    334
    Vergleicher
    Δ1, Δ2, Δ3
    Verzögerung
    I nt
    Integer-Wert
    T1, T2, T3
    Tabelle
    Rest1, Rest2, Rest3
    Werte für Restfehler
    SBW1, SBW2, SBW3
    Steuersignal
    RSSIR
    RSSI-Teilwert (grob)
    RSSIC
    RSSI-Teilwert (fein)

Claims (15)

  1. Signalverarbeitungsvorrichtung
    - mit einer Erfassungseinrichtung (309) zum Erfassen einer Signalstärke eines Signals, wobei die Erfassungseinrichtung (309) ausgebildet ist, einen Erfassungswert auszugeben, der die Signalstärke des Signals repräsentiert,
    - mit einem einstellbaren digitalen Filter (301, 305, 366), der der Erfassungseinrichtung (309) vorgeschaltet ist, wobei Filterkoeffizienten zur Einstellung einer Übertragungscharakteristik des Filters (301, 305, 366) zugeordnet sind einer Verstärkung oder Dämpfung des Signals durch den Filter (301, 305, 366),
    - mit einer digitalen Multipliziereinrichtung (303, 307, 308), die zur Verstärkung oder Dämpfung des Signals der Erfassungseinrichtung (309) vorgeschaltet ist, wobei die Multipliziereinrichtung (303, 307, 308) ausgebildet ist die Verstärkung oder Dämpfung des Filters (301, 305, 366) teilweise zu kompensieren, wobei die Kompensation mit einem Restfehler behaftet ist;
    und
    - mit einer Korrektureinrichtung (311) zum Beaufschlagen des Erfassungswerts mit einem den Restfehler zumindest teilweise kompensierenden Korrekturwert.
  2. Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dämpfung order Verstärkung der Multipliziereinrichtung (303, 307, 308) und der Korrekturwert der Korrektureinrichtung (311) vorbestimmt und der vorbestimmten Übertragungscharakteristik des Filters (301, 305, 366) zugeordnet sind.
  3. Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Dämpfung oder Verstärkung der Multipliziereinrichtung (303, 307, 308) und der Korrekturwert der Korrektureinrichtung (311) und die Übertragungscharakteristik des Filters (301, 305, 366) zusammen durch genau ein Signal steuerbar sind.
  4. Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Multipliziereinrichtung (303, 307, 308) zur Multiplikation des Signals mit einem Faktor als Schieberegister oder als Multiplexer oder als Gatterlogik ausgebildet ist.
  5. Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Filter als Bandpassfilter (301, 305, 366) ausgebildet ist, wobei mittels der Filterkoeffizienten eine Bandbreite als Übertragungscharakteristik des Bandpassfilters (301, 305, 366) einstellbar ist.
  6. Signalverarbeitungsvorrichtung, mit:
    - einem Filter (201, 205) als Signalverarbeitungselement (101) mit einstellbaren Filterkoeffizienten für eine vorbestimmte Übertragungscharakteristik;
    - einer Beaufschlagungseinrichtung (203, 207) zur Verstärkung oder Dämpfung eines Ausgangssignals des Filters (201, 205), wobei die Beaufschlagungseinrichtung (203, 207) ausgebildet ist einen Einfluss der vorbestimmten Übertragungscharakteristik des Filters (201, 205) auf eine charakteristische Größe eines Eingangssignals teilweise zu kompensieren, wobei die Kompensation mit einem Restfehler behaftet ist;
    - einer Erfassungseinrichtung (105, 209) zum Erfassen einer die charakteristische Größe des Eingangssignals repräsentierenden charakteristischen Größe eines Ausgangssignals des Signalverarbeitungselements (201, 205), wobei die Erfassungseinrichtung (105, 209) ausgebildet ist, einen Erfassungswert auszugeben, der die charakteristische Größe des Ausgangssignals repräsentiert;
    - einer Korrektureinrichtung (107, 211) zum Beaufschlagen des Erfassungswerts mit einem vorbestimmten Korrekturwert zur zumindest teilweisen Kompensation des Restfehlers, wobei der Korrekturwert der vorbestimmten Übertragungscharakteristik zugeordnet ist; und
    - einer Steuereinrichtung (103) zum Einstellen der vorbestimmten Filterkoeffizienten des Filters (201, 205), der vorbestimmten Verstärkung oder Dämpfung der Beaufschlagungseinrichtung (203, 207) und des vorbestimmten Korrekturwertes der Korrektureinrichtung (107, 211).
  7. Signälverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die charakteristische Größe die Leistung oder die Energie oder die Amplitude oder die Phase ist.
  8. Signalverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die vorbestimmte Übertragungscharakteristik eine vorbestimmte Übertragungsfunktion oder eine vorbestimmte Impulsantwort oder eine vorbestimmte Dämpfungscharakteristik oder eine vorbestimmte Verstärkung ist.
  9. Signalverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (103) ausgebildet ist, die vorbestimmte Übertragungscharakteristik aus einer Mehrzahl von Übertragungscharakteristika auszuwählen, wobei jeder Übertragungscharakteristik der Mehrzahl von Übertragungscharakteristika ein Korrekturwert zugeordnet ist und/oder wobei jeder Übertragungscharakteristik der Mehrzahl von Übertragungscharakteristika ein Beaufschlagungswert zugeordnet ist.
  10. Signalverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beaufschlagungswert eine Potenz von zwei ist.
  11. Signalverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Korrektureinrichtung ausgebildet ist, den Erfassungswert mit dem Korrekturwert additiv oder multiplikativ zu beaufschlagen.
  12. Signalverarbeitungsverfahren, mit:
    - Verarbeiten eines Signals mittels eines Filters (201, 205) als Signalverarbeitungselements, wobei der Filter (201, 205) einstellbare Filterkoeffizienten für eine vorbestimmte Übertragungscharakteristik aufweist, um ein Ausgangssignal zu erhalten;
    - Einstellen der Filterkoeffizienten des Filters (201, 205);
    - Verstärken oder dämpfen des Ausgangssignals mittels einer Beaufschlagungseinrichtung (203, 207), wobei die Beaufschlagungseinrichtung (203, 207) ausgebildet ist einen Einfluss der vorbestimmten Übertragungscharakteristik des Filters (201, 205) auf eine charakteristische Größe eines Eingangssignals teilweise zu kompensieren, wobei die Kompensation mit einem Restfehler behaftet ist;
    - Erfassen einer die charakteristische Größe des Eingangssignals repräsentierenden charakteristischen Größe eines Ausgangssignals des Signalverarbeitungselements;
    - Ausgeben eines Erfassungswerts, der die charakteristische Größe des Ausgangssignals repräsentiert; und
    - Beaufschlagen des Erfassungswerts mit einem vorbestimmten Korrekturwert zur zumindest teilweisen Kompensation des Restfehler, wobei der Korrekturwert, der vorbestimmten Übertragungscharakteristik zugeordnet ist.
  13. Computerprogramm zum Durchführen des Verfahrens gemäß Anspruch 12, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
  14. Programmtechnisch eingerichtete Datenverarbeitungsvorrichtung, die ausgebildet ist, das Computerprogramm gemäß Anspruch 13 ablaufen zu lassen, um das Verfahren gemäß Anspruch 12 auszuführen.
  15. Verwendung eines einstellbaren digitalen Filters (301, 305, 366), einer digitalen Multipliziereinrichtung (303, 307, 308) und einer Korrektureinrichtung (311) einer Signalverarbeitungsvorrichtung zur Signalverarbeitung
    - bei der eine Erfassungseinrichtung (309) zum Erfassen einer Signalstärke eines Signals ausgebildet ist, einen Erfassungswert auszugeben, der die Signalstärke des Signals repräsentiert,
    - bei der der einstellbare digitale Filter (301, 305, 366) der Erfassungseinrichtung (309) vorgeschaltet ist, wobei Filterkoeffizienten zur Einstellung einer Übertragungscharakteristik des Filters (301, 305, 366) zugeordnet sind einer Verstärkung oder Dämpfung des Signals durch den Filter (301, 305, 366),
    - bei der die digitale Multipliziereinrichtung (303, 307, 308) zu Verstärkung oder Dämpfung des Signals der Erfassungseinrichtung (309) vorgeschaltet ist, wobei die Multipliziereinrichtung (303, 307, 308) ausgebildet ist die Verstärkung oder Dämpfung des Filters (301, 305, 366) teilweise zu kompensieren, wobei die Kompensation mit einem Restfehler behaftet ist;
    und
    - bei der die Korrektureinrichtung (311) zum Beaufschlagen des Erfassungswerts mit einem den Restfehler zumindest teilweise kompensierenden Korrekturwert ausgebildet ist.
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